(57)【要約】【課題】高速な描画処理を可能とする液滴吐出装置、および液滴吐出装置のメンテナンス方法を提供すること。【解決手段】液滴吐出装置１は、ノズル面１５の払拭（払拭動作）を行うための払拭手段３０と、ノズル面１５にレーザ光を照射する（レーザ光照射動作）ためのレーザ光照射手段４０とを備えている。描画動作の継続中において、描画動作の履歴時間に基づいて定期的にレーザ光照射動作が行われることでノズル面１５に付着した液状体が固化され、当該液状体の基板２への落下が抑止される。また、固化された液状体は、適宜のタイミングで払拭動作により除去される。【選択図】図１
2007111879.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一面に配されたノズルから液状体を吐出する吐出ヘッドと、
前記一面に付着した前記液状体を非接触で加熱して、当該液状体を固化させるための加
熱手段と、
固化された前記液状体を除去して前記一面を清浄化するための清浄化手段と、を備える
液滴吐出装置。
【請求項２】
前記加熱手段として、レーザ光を照射するレーザ光照射手段を備えることを特徴とする
請求項１に記載の液滴吐出装置。
【請求項３】
前記レーザ光が前記一面を走査するように構成された請求項２に記載の液滴吐出装置で
あって、
前記レーザ光の前記一面における照射軌跡が、前記ノズルと重ならないように設定され
ていることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項４】
前記清浄化手段は、前記一面に直接的ないし間接的に洗浄液を供給する洗浄液供給手段
を備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の液滴吐出装置。
【請求項５】
一面に配されたノズルから液状体を吐出する液滴吐出装置における当該一面に係るメン
テナンス方法であって、
前記一面に付着した前記液状体を非接触で加熱して当該液状体を固化させる固化ステッ
プと、
前記固化された液状体を除去して前記一面を清浄化する清浄化ステップと、を有するこ
とを特徴とするメンテナンス方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出装置および液滴吐出装置におけるノズル周りのメンテナンス方法に
関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、微細なノズルから液状体を液滴化して吐出する液滴吐出装置が、用紙印刷から工
業用途に至るまで幅広く利用されている。この液滴吐出装置は一般的に、吐出対象物に対
向して移動（走査）する吐出ヘッドを備えた構成であり、液状体を吐出対象物上にパター
ン配置（描画）するようになっている。
【０００３】
このような液滴吐出装置においては、長時間の休止によりノズル内に劣化（乾燥等）し
た液状体が固着したり、描画動作の累積によってノズル形成面に液状体の飛沫が付着した
りするといった現象が起こる。このため、ノズル内の劣化した液状体を除去して吐出性能
を回復するため、あるいは、ノズル形成面に付着した液状体が成長して吐出対象物に落下
するのを防止するために、ノズル周りのメンテナンスを定期的にないし適宜に行うことが
必要不可欠となっている。
【０００４】
メンテナンスの方法としては、例えば、帯状の布地をノズル形成面に当接させつつ搬送
することにより、当該ノズル形成面を払拭する方法がある（例えば、特許文献１）。また
、特許文献１に係るものに近い方法であるが、帯状の布地に洗浄用の液体（洗浄液）を染
み込ませてノズル形成面を払拭することにより、劣化した液状体を好適に除去できるよう
にした方法も知られている（例えば、特許文献２）。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２０７９７７号公報
【特許文献２】特開２００１−１７１１３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ノズル形成面に付着した液状体の成長に合わせて払拭が必要になるとす
ると、描画処理速度の低下を招いてしまう。
【０００７】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、高速な描画処理を可能とする
液滴吐出装置、および液滴吐出装置のメンテナンス方法を提供することを目的としている
。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の液滴吐出装置は、一面に配されたノズルから液状体を吐出する吐出ヘッドと、
前記一面に付着した前記液状体を非接触で加熱して、当該液状体を固化させるための加熱
手段と、固化された前記液状体を除去して前記一面を清浄化するための清浄化手段と、を
備えることを特徴とする。
【０００９】
この発明の液滴吐出装置によれば、加熱手段により液状体を固化させることで、当該液
状体の落下を暫定的に抑えて連続的な描画動作を可能とし、固化された液状体については
、清浄化手段によって定期的にないし適宜に除去することができる。
【００１０】
また好ましくは、前記液滴吐出装置において、前記加熱手段として、レーザ光を照射す
るレーザ光照射手段を備えることを特徴とする。
この発明の液滴吐出装置によれば、レーザ光を用いて瞬時に液状体を固化させることが
できるので、描画処理をより高速化できる。
【００１１】
また好ましくは、前記レーザ光が前記一面を走査するように構成された、レーザ光照射
手段を備える前記液滴吐出装置において、前記レーザ光の前記一面における照射軌跡が、
前記ノズルと重ならないように設定されていることを特徴とする。
この発明の液滴吐出装置によれば、ノズル内の液状体を固化させることなく、液状体の
固化を一様に行うことができる。
【００１２】
また好ましくは、前記液滴吐出装置において、前記清浄化手段は、前記一面に直接的な
いし間接的に洗浄液を供給する洗浄液供給手段を備えることを特徴とする。
この発明の液滴吐出装置によれば、固化された液状体の除去を好適に行うことができる
。
【００１３】
本発明は、一面に配されたノズルから液状体を吐出する液滴吐出装置における当該一面
に係るメンテナンス方法であって、前記一面に付着した前記液状体を非接触で加熱して当
該液状体を固化させる固化ステップと、前記固化された液状体を除去して前記一面を清浄
化する清浄化ステップと、を有することを特徴とする。
【００１４】
この発明のメンテナンス方法によれば、液状体を固化させることで、当該液状体の落下
を暫定的に抑えて連続的な描画動作を可能とし、固化された液状体は、清浄化ステップで
定期的にないし適宜に除去される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好まし
い種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定
する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
【００１６】
まずは、液滴吐出装置の構成および動作について、図１、図２を参照して説明する。
図１は、液滴吐出装置の一例を一部模式化して示す構成図である。図２は、ノズル面上
におけるレーザダイオードの走査軌跡を示す図である。
【００１７】
図１において、液滴吐出装置１は、吐出ヘッド１０と、基板２を載置するための載置台
３と、吐出ヘッド１０を基板２との距離を保ったまま縦横（図のＸＹ軸方向）に移動（走
査）させる走査手段４と、吐出ヘッド１０に液状体を供給する液状体供給手段５と、吐出
ヘッド１０の吐出制御を行うための吐出制御回路６と、を備えている。また、液滴吐出装
置１は、作業者とのインターフェースとしての役割を果たす端末装置７３を備えている。
【００１８】
吐出ヘッド１０は、基板２と対向する一面としてのノズル面１５に規則的に配列された
ノズル１１（図２参照）を備えている。ノズル１１は圧力室（キャビティ）１２と連通し
ており、また、圧力室１２は図示しない共通流路を経て液状体供給手段５に通じている。
圧力室１２の外郭の一面は、圧電素子１３の駆動によって変形可能となっており、吐出制
御回路６を介した圧電素子１３の駆動制御（吐出制御）により、ノズル１１から液滴１４
を吐出させることができる。尚、吐出技術としては、上述した電気機械方式の他に、電気
信号を熱に変換した圧力で液滴１４を吐出させるいわゆるサーマル方式などもある。
【００１９】
走査手段４および吐出制御回路６は、内部インターフェース（Ｉ／Ｆ）７０を介して描
画制御部７２によって制御されるようになっている。これにより、描画制御部７２は、吐
出ヘッド１０の走査と同期したノズル１１毎の吐出制御を行い、基板２上に所望のパター
ンで液状体を配置する（描画動作）。
【００２０】
また、液滴吐出装置１は、図示しない基板移送手段を備えており、一の基板２について
描画動作が終了すると、新しい他の基板２が載置台３上に新たに載置されるようになって
いる。これにより、連続して描画動作を行うことが可能になっている。
【００２１】
載置台３の脇には、吐出ヘッド１０におけるノズル１１周りのメンテナンス動作を行う
ためのメンテナンス部７が設けられている。メンテナンス部７は、吸引手段２０と、清浄
化手段としての払拭手段３０と、加熱手段としてのレーザ光照射手段４０とを備え、吐出
ヘッド１０は、各手段２０，３０，４０の直上に移動された状態で、メンテナンス動作を
受けることができる。尚、メンテナンス動作に係る制御は、内部Ｉ／Ｆ７０を通じてメン
テナンス制御部７１により行われる。
【００２２】
吸引手段２０は、上方が開放され、底部に貫通孔２１ａが形成された箱型のキャップ部
材２１と、貫通孔２１ａと連通するチューブ２２と、チューブ２２、貫通孔２１ａを通じ
てキャップ部材２１内を減圧可能な吸引ポンプ２３と、を備えている。かくして、キャッ
プ部材２１の外縁部２１ｂをノズル面１５に密着させ、この状態で吸引ポンプ２３を作動
させることにより、ノズル１１から液状体が吸引される（吸引動作）。
【００２３】
上述した吸引動作は、ノズル１１内方の流路において劣化した液状体（乾燥等で粘性が
増した半固化物や固化物）や、気泡、異物等を、液状体と共にノズル１１外へ排出し、吐
出性能の回復を図る目的で、装置始動時や吐出不良の検出時、あるいは定期的に実行され
る。
【００２４】
払拭手段３０は、帯状の布地である払拭クロス３１と、払拭クロス３１を巻き取り式で
搬送するリール３２と、払拭クロス３１を裏面側から押圧するゴム等で形成された押圧部
材３３と、洗浄液を霧状にして噴射する洗浄液供給手段としての噴霧器３４と、を備えて
いる。かくして、押圧部材３３と対向する位置において払拭クロス３１の表面をノズル面
１５に当接させ、この状態で払拭クロス３１を搬送させることで、ノズル面１５が払拭（
払拭動作）される。
【００２５】
払拭クロス３１は、織布、不織布を問わず、また繊維の材質も問わないが、ノズル面１
５を傷つけないように柔らかい材質のものを用いることが好ましい。また、払拭クロス３
１は、布地に限定されるものではなく、吸湿性の材料ならばどのようなものでも用いるこ
とができる。
【００２６】
洗浄液には、液状体の固形分に対して溶解性、分散性を有する液体が用いられ、使用す
る液状体の種類に応じて使い分けることが可能である。また、洗浄液は、ある程度揮発性
が高いものであることが好ましく、例えば、エタノール、酢酸エチル、アセトン等を主成
分として用いることができる。
【００２７】
噴霧器３４は、上述の払拭動作時において、払拭クロス３１におけるノズル面１５との
当接領域の搬送方向上手側に洗浄液を噴き付けることができる。これにより、ノズル面１
５に間接的に洗浄液を供給しつつ払拭動作を行うことができる。このような、洗浄液の供
給を伴う払拭動作は、ノズル面１５に付着した液状体の半固化物や固化物を除去するのに
適している。尚、噴霧器３４による洗浄液の噴射の有無は選択可能となっており、当該噴
射を行わずに上述のような払拭動作を行うこともできる。
【００２８】
レーザ光照射手段４０は、Ｘ軸方向に沿ってライン状に配列されたレーザダイオード４
２を有する発光素子アレイユニット４１を備えている。ノズル面１５をレーザダイオード
４２の出射面に対向させた状態で、吐出ヘッド１０をＹ軸方向に走査することにより、図
２に示すように、レーザ光によるノズル面１５上における走査（レーザ光照射動作）が行
われる。
【００２９】
レーザ光照射動作は、ノズル面１５に付着した液状体である液溜りＬ（便宜上ハッチン
グ部で図示）の基板２への落下を暫定的に抑える目的で、当該液溜りＬを固化させる際に
行われる。すなわち、液溜りＬにレーザ光が照射されると、加熱作用によって液状体の揮
発成分が除去され、液溜りＬはほぼそのままのパターンで固化される。そして、固化され
た液状体の成分（固化物）は、ノズル面１５に対して一定の定着性を有しており、ノズル
面１５に付着した状態で維持される。
【００３０】
レーザ光照射動作は、発光素子アレイユニット４１によるライン走査で行われるため、
ノズル面１５の全面に均一にレーザ光が照射され、ノズル面１５に離散する液溜りＬは一
様に固化される。この際、走査の速度は、液溜りＬに与えられるエネルギー量が適正にな
るように設定されており、例えば、１００ｍｍ／秒程度である。走査が速過ぎると固化が
不十分となり、走査が遅すぎると液状体が変質して、後に払拭動作でこれを除去すること
が困難になるからである。
【００３１】
また、レーザダイオード４２の配列は、その走査軌跡がノズル１１の領域と重ならない
ように空白部４３を設けて構成されている。これは、ノズル１１内にレーザ光が照射され
てノズル１１内の液状体が固化するのを防ぐ為の構成である。また、変形例として、空白
部４３を設ける代わりに、ライン走査のタイミングと同期させてレーザダイオード４２の
出射時間を制御することにより、ノズル１１内へのレーザ光の照射が行われないようにす
ることもできる。
【００３２】
次に、図１、図２、図３を参照して、本発明に係るメンテナンス動作について説明する
。
図３は、描画動作の合間に実行されるメンテナンス動作の制御フローを示すフローチャ
ートである。
【００３３】
端末装置７３から描画命令が送られると、描画制御部７２による走査制御および吐出制
御と並行して、メンテナンス制御部７１は、描画動作の履歴時間（描画履歴時間）の計上
を行い（ステップＳ１）、さらに所定のタイミング（基板の交換時や走査の反転時）で描
画履歴時間のチェックを行う（ステップＳ２）。
【００３４】
ステップＳ２において、描画履歴時間が所定値以上に達していないと判断された場合に
は、次のステップＳ３の処理に移る。また、ステップＳ２において、描画履歴時間が所定
値以上に達したと判断された場合には、描画履歴時間がリセットされ（ステップＳ４）、
後述するステップＳ５〜Ｓ９の処理の後、ステップＳ３の処理に移る。
【００３５】
ステップＳ３においては、描画動作が終了しているか否かがチェックされ、（描画動作
が継続していると判断された場合には、再びステップＳ１以下の処理が繰り返される。ま
た、ステップＳ３において描画動作が終了していると判断された場合には、メンテナンス
制御部７１による一連の制御フローが終了する。
【００３６】
上述の説明が示すように、描画動作の継続中においては、所定の動作履歴時間周期でス
テップＳ５〜Ｓ９の処理が繰り返し実行される。これら一連の制御フローは、描画動作の
累積と共に微小な液状体の飛沫がノズル面１５に付着、集合し、図２に示すような液溜り
Ｌに成長するため、これを監視し、基板２への液状体の落下を防止するために行われるも
のである。尚、液状体の飛沫は、液滴１４の部分的な分裂や、基板２からの跳ね返りなど
に起因して発生する。
【００３７】
ステップＳ５では、照射履歴の値が所定値以下か否かの判断がなされる。ここで、照射
履歴とは、後述するレーザ光照射動作（ステップＳ７）の動作履歴に関する情報であって
、具体的には、ステップＳ８の実行回数を累積加算したカウント値である。
【００３８】
ステップＳ５において照射履歴の値が所定値以下であると判断された場合には、照射履
歴の更新（カウント値の加算）が行われた上で（ステップＳ６）、レーザ光照射手段４０
によるレーザ光照射動作が実行される（ステップＳ７）。これにより、ノズル面１５上の
液溜りＬが固化され、ノズル面１５から基板２への当該液溜りＬの落下が暫定的に抑えら
れる。すなわち、ステップＳ７は、本発明の固化ステップとなっている。このステップＳ
７の後、ステップＳ３の処理に移る。
【００３９】
ステップＳ５において照射履歴の値が所定値より大きいと判断された場合には、照射履
歴のリセットが行われた上で（ステップＳ８）、払拭手段３０による払拭動作が実行され
る（ステップＳ９）。これにより、吐出動作によって成長した液溜りＬや、先のレーザ光
照射動作において形成された固化物が除去され、ノズル面１５が清浄化される。すなわち
、このステップＳ９は、本発明の清浄化ステップとなっている。このステップＳ９の後、
ステップＳ３の処理に移る。
【００４０】
上述の説明が示すように、描画動作の累積に伴って成長する液溜りＬに対するメンテナ
ンス動作は、優先的にレーザ光照射動作により行われ、液溜りＬの落下の暫定的防止が図
られる。そして、レーザ光照射動作が繰り返し行われ、ノズル面１５に固化物が堆積する
ようになった場合には、払拭動作でノズル面１５の清浄化がなされるようになっている。
【００４１】
レーザ光照射動作による液溜りＬの固化は非接触で瞬時に行われるため、このメンテナ
ンス動作に要する時間はごく短時間であり、結果として高速な描画処理が可能となる。ま
た、レーザ光照射動作後に行われる払拭動作は洗浄液の供給を伴うため、ノズル面１５に
おける固化物の除去が好適に行われ、ノズル面１５を清浄化して吐出性能の維持を図ると
いうメンテナンス動作の目的が達成される。
【００４２】
本発明は上述の実施形態に限定されない。
例えば、レーザ光照射手段４０の変形例として、単一のレーザダイオードとポリゴンミ
ラーを組み合わせた構成とすることもできる。またこの場合において、ノズル面１５の撮
像を行う撮像手段と組み合わせて、液溜りＬの領域のみにレーザ光を照射するように構成
することもできる。
また、メンテナンス動作の実行タイミングは、上述の実施形態に限定されるものではな
く、例えば、処理した基板枚数や液状体の消費量（吐出回数）等に基づいて当該タイミン
グの設定がなされるようになっていてもよい。また同様に、メンテナンス動作をレーザ光
照射動作で行うか払拭動作で行うかの判断についても、上述の実施形態に限定されるもの
ではない。
各実施形態の各構成はこれらを適宜組み合わせたり、省略したり、図示しない他の構成
と組み合わせたりすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】液滴吐出装置の一例を一部模式化して示す構成図。
【図２】ノズル面上におけるレーザダイオードの走査軌跡を示す図。
【図３】描画動作の合間に実行されるメンテナンス動作の制御フローを示すフローチャート。
【符号の説明】
【００４４】
１…液滴吐出装置、２…基板、３…載置台、４…走査手段、５…液状体供給手段、６…
吐出制御回路、７…メンテナンス部、１０…吐出ヘッド、１１…ノズル、１２…圧力室、
１３…圧電素子、１４…液滴、１５…ノズル面、２０…吸引手段、２１…キャップ部材、
２１ａ…貫通孔、２１ｂ…外縁部、２２…チューブ、２３…吸引ポンプ、３０…清浄化手
段としての払拭手段、３１…払拭クロス、３２…リール、３３…押圧部材、３４…洗浄液
供給手段としての噴霧器、４０…加熱手段としてのレーザ光照射手段、４１…発光素子ア
レイユニット、４２…レーザダイオード、４３…空白部、７０…内部Ｉ／Ｆ、７１…メン
テナンス制御部、７２…描画制御部、７３…端末装置。
【図１】
2007111879.tif 000003
【図２】
2007111879.tif 000004
【図３】
2007111879.tif 000005